【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸の回転駆動により圧縮機構が動作されてガス圧縮を行うとともに、該回転軸の回転駆動に外部駆動源からの動力と電動モータからの動力とが切り換えられて用いられるハイブリッドコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両空調装置に用いられるハイブリッド（複合駆動型）コンプレッサとしては、圧縮機構の回転軸と電動モータのロータとの間に、ワンウェイクラッチと、ロータを回転軸に対して相対回転可能に支持するサポートベアリングとを備えたものが存在する（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
前記ワンウェイクラッチは、一方向の回転に関し、ロータから回転軸への動力伝達は許容するが、回転軸からロータへの動力伝達は許容しない。従って、車両のエンジン（外部駆動源）の停止時において電動モータが起動されると、該電動モータの動力は、ワンウェイクラッチを介して回転軸に伝達される。逆に、エンジンの動力で回転軸が回転駆動されても、該回転軸の回転にロータが連れ回りされることはなく、エンジンにロータの駆動負荷がかかることはない。
【０００４】
さて、前記ハイブリッドコンプレッサにおいては、例えば、車両の振動や圧縮機構のトルク変動等の影響を受けて回転軸やロータが振動する。特に、アウタロータタイプの電動モータにおいては、インナロータタイプのものと比較してロータが大径となり、該ロータの振動も激しくなりがちである。従って、サポートベアリングには、回転軸やロータの振動による大きな荷重が作用してガタツキが発生し、該サポートベアリングの耐久性が厳しくなる。よって、サポートベアリングとして耐久性の高いもの（例えば、大型のもの）を用いる必要があり、これはハイブリッドコンプレッサのコスト高及び大体格化の要因となっていた。
【０００５】
このような問題を解決するためには、例えば、特許文献２の技術をサポートベアリングに適用することが考えられる。すなわち、ハイブリッドコンプレッサのハウジングとサポートベアリングとの間に予荷重付与バネを介装し、該予荷重付与バネによって、サポートベアリングに対してアキシアル荷重を付与するのである。このようにすれば、サポートベアリング内で転動素子（例えば転がり軸受けの場合）が適度に拘束され、該サポートベアリングにおけるガタツキの発生を抑制することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−９３８７６号公報（第３，４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平８−１２１３３６号公報（第３−５頁、第１，３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、サポートベアリングに特許文献２の技術を適用したとしても、予荷重付与バネが必要で部品点数増となるし、また、ワンウェイクラッチ及びサポートベアリングの配置によってスペース的に厳しい領域に、予荷重付与バネを好適に配置することは現実問題として困難である。
【０００８】
本発明の目的は、部品点数増なしにサポートベアリングの耐久性を向上させることが可能なハイブリッドコンプレッサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明のハイブリッドコンプレッサは、電動モータとして、次のような特徴的な構成のものが採用されている。すなわち、電動モータは、ロータ又はステータが発生する磁力を利用して、該ロータを回転軸の軸線方向に付勢することで、サポートベアリングに対して前記軸線方向の荷重（アキシアル荷重）を付与するように構成されている。このように、本発明によれば、例えば予荷重付与バネ等の部品点数増なしに、サポートベアリングにおけるガタツキの発生を抑制することができ、該サポートベアリングの耐久性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２の発明は請求項１において、前記電動モータのロータは、コイルが巻装されたコア及びマグネットの一方よりなる。また、電動モータのステータは、コイルが巻装されたコア及びマグネットの他方よりなる。そして、電動モータは、回転軸の軸線方向におけるマグネットの中心位置とコアの中心位置とが前記軸線方向にずらして配置されている。従って、マグネットの磁力が、該マグネットの中心位置とコアの中心位置との前記軸線方向へのずれを解消するようにロータに作用され、結果としてサポートベアリングに対してアキシアル荷重が付与されることとなる。
【００１１】
このように、本発明によれば、マグネットの中心位置とコアの中心位置とを前記軸線方向にずらして配置するのみの簡単な構成によって、サポートベアリングにおけるガタツキの発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明を適用するのに特に好適な、サポートベアリングの構成について言及するものである。すなわち、サポートベアリングは、ロータに固定された外側レースと、回転軸に固定された内側レースと、外側レースと内側レースとの間に介在された複数の転動素子とからなる。外側レース及び内側レースには、転動素子の転動を案内するための転動溝がそれぞれ形成されている。
【００１３】
従って、前記ロータ又はステータが発生する磁力によって、ロータが回転軸の軸線方向に付勢され、該ロータ側たる外側レース（転動溝）が回転軸側たる内側レース（転動溝）に対して前記軸線方向にずれようとする。よって、両レースの転動溝間で、転動素子が適度に拘束されることとなり、サポートベアリングにおけるガタツキの発生を抑制することができる。
【００１４】
請求項４の発明は請求項１〜３のいずれかにおいて、前記回転軸の軸線方向への移動を当接規制する規制手段と、該規制手段に向けて前記回転軸を付勢する付勢手段とを備えている。従って、回転軸がその軸線方向へ移動不能に拘束されるため、圧縮機構の回転部分が前記軸線方向にガタつくことを抑制することができる。
【００１５】
そして、本発明においては、前記付勢手段による回転軸の付勢方向と、前記ロータ又はステータが発生する磁力に基づく回転軸の付勢方向とは同じに設定されている。従って、磁力に基づく付勢力がサポートベアリングを介して回転軸に伝えられることにより、付勢手段の付勢力が磁力に基づく付勢力によって加勢されることとなり、付勢手段としては付勢力の小さな、小型化でかつ安価なものを用いればよくなる。
【００１６】
請求項５の発明は請求項１〜４のいずれかにおいて、前記電動モータは、ステータの外側にロータが配置されてなる。つまり、電動モータは、アウタロータタイプである。アウタロータタイプの電動モータは、例えば、インナロータタイプの電動モータと比較してロータが大径となり、車両の振動や圧縮機構のトルク変動等に起因したロータの振動が激しくなりがちである。つまり、アウタロータタイプの電動モータを備えたハイブリッドコンプレッサにおいて、請求項１〜４のいずれかの発明を適用してサポートベアリングのガタツキの発生を抑制できることは、該サポートベアリングの耐久性を向上させる上で特に有効となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車両空調装置に用いられるハイブリッドコンプレッサに具体化した一実施形態について説明する。
【００１８】
先ず、ハイブリッドコンプレッサの概要について説明する。
図１に示すように、車両空調装置の冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮用のハイブリッドコンプレッサ（以下単にコンプレッサとする）Ｃは、ハウジング１１内にピストン式容量可変型の圧縮機構１２が収容されてなる。圧縮機構１２は、回転軸１３の回転に伴うラグプレート２４の回転運動が、斜板１４及びシュー１５を介してピストン１６の往復運動に変換されることで冷媒ガスの圧縮を行う周知の構成を有している。なお、図面において左方をコンプレッサＣの前方とし右方をコンプレッサＣの後方とする。
【００１９】
前記圧縮機構１２の回転軸１３はハウジング１１に回転可能に支持されており、その前端部はハウジング１１の前壁を貫通して外部に突出されている。ハウジング１１の前壁には、回転軸１３用のボス部２０が一体に突設されている。
【００２０】
前記ボス部２０内の収容空間２０ａには、回転軸１３の前端部側をハウジング１１に対して回転可能に支持するラジアルベアリング２１が配置されている。収容空間２０ａにおいてラジアルベアリング２１より前側には、ハウジング１１と回転軸１３との間を密閉するシール機構２２が配置されている。
【００２１】
前記圧縮機構１２の稼働時において回転軸１３には、圧縮反力に起因して軸線Ｌ方向の前方側への付勢力が作用される。該圧縮反力は、ラグプレート２４とハウジング１１との間に介在されたスラストベアリング２５によって受承される。スラストベアリング２５は、回転軸１３の軸線Ｌ方向への移動を、ラグプレート２４を介して当接規制する規制手段として機能する。従って、圧縮機構１２の稼働中において回転軸１３は、圧縮反力の作用によって、軸線Ｌ方向の前後へ移動不能に拘束されているといえる。
【００２２】
また、前記ハウジング１１内において回転軸１３の後方側には、付勢手段としてのコイルスプリングよりなる付勢バネ２３が配置されている。回転軸１３は、スラストベアリング３３を介して作用される付勢バネ２３の付勢力によって、軸線Ｌ方向の前方側に付勢されている。従って、圧縮機構１２の停止中においても回転軸１３は、付勢バネ２３の付勢力によって、スラストベアリング２５に向けて付勢されることにより、軸線Ｌ方向の前後へ移動不能に拘束されているといえる。
【００２３】
よって、前記圧縮機構１２の稼働中及び停止中の何れにおいても、該圧縮機構１２の回転部分（回転軸１３や斜板１４やラグプレート２４等）が軸線Ｌ方向の前後にガタつくことがなく、該ガタつきに起因した異音や振動の発生を防止することができる。
【００２４】
次に、動力伝達機構について詳述する。
前記コンプレッサＣにおいてハウジング１１の前方側の外壁面には、回転軸１３と同軸位置に、この回転軸１３へ動力を入力するための動力伝達機構ＰＴが装着されている。動力伝達機構ＰＴは、プーリ１７と電動モータ３８とを備えている。プーリ１７は、ハウジング１１に回転可能に支持されており、外部駆動源としての車両走行駆動源たるエンジンＥからの動力を回転軸１３に伝達する。電動モータ３８は、例えば、エンジンＥの停止時において回転軸１３を回転駆動する場合に用いられる。コンプレッサＣが電動モータ３８を備えることによって、エンジンＥの停止時においても空調（冷房）が可能となる。
【００２５】
前記プーリ１７は、同軸位置に配置された上流側プーリ部材１８と下流側プーリ部材１９とからなっている。上流側プーリ部材１８は、エンジンＥからのベルト２６が掛けられる溝１８ａを外周面に有している。上流側プーリ部材１８は、プーリ用ベアリング２７を介して、ハウジング１１のボス部２０に回転可能に支持されている。
【００２６】
前記下流側プーリ部材１９は、回転軸１３の前端部に固定されたハブ３０に、プーリ用クラッチ機構３１を介して支持されている。上流側プーリ部材１８と下流側プーリ部材１９とは、破断タイプのトルクリミッタとしても機能する動力伝達ピン２８と、両プーリ部材１８，１９間での伝達トルクの変動を緩和するためのゴムダンパ２９とを介して連結されている。
【００２７】
前記プーリ用クラッチ機構３１は、ローラ型のワンウェイクラッチ３１ａ、及び、下流側プーリ部材１９をハブ３０に対して相対回転可能に支持するプーリ用支持ベアリング３１ｂを備えている。ワンウェイクラッチ３１ａは、一方向の回転に関し、下流側プーリ部材１９からハブ３０への動力伝達は許容するが、ハブ３０から下流側プーリ部材１９への動力伝達は許容しない。従って、エンジンＥの駆動によって上流側プーリ部材１８が一方向に回転されると、動力伝達ピン２８及びゴムダンパ２９を介して下流側プーリ部材１９も一方向に回転し、この回転力はプーリ用クラッチ機構３１のワンウェイクラッチ３１ａ及びハブ３０を介して回転軸１３に入力される。
【００２８】
逆に、前記エンジンＥの停止時において、電動モータ３８によって回転軸１３が一方向に回転駆動されると、この回転力はハブ３０を介してワンウェイクラッチ３１ａに伝達される。しかし、ワンウェイクラッチ３１ａは、ハブ３０から下流側プーリ部材１９への動力伝達は許容しないため、電動モータ３８の動力がエンジンＥに伝達されてしまうこと、言い換えれば電動モータ３８の発生した動力が圧縮機構１２の駆動以外で消費されてしまうことを防止できる。
【００２９】
前記プーリ１７内には、上流側プーリ部材１８と下流側プーリ部材１９との接合によって密閉空間８８が形成されている。この密閉空間８８内には、プーリ１７と同軸位置に電動モータ３８が収容配置されている。
【００３０】
すなわち、前記プーリ１７の密閉空間８８内において回転軸１３には、電動モータ３８を構成するロータ４５が、モータ用クラッチ機構４４を介して支持されている。ロータ４５は、マグネット４６と、該マグネット４６をモータ用クラッチ機構４４において支持するブラケット４８とからなっている。密閉空間８８内においてロータ４５の内周側には、ステータ５１が配置されている。ステータ５１は、コア４９と、該コア４９に巻装されたコイル５０とからなり、コア４９は、ステータブラケット５２を介してハウジング１１に支持されている。
【００３１】
前記モータ用クラッチ機構４４はプーリ用クラッチ機構３１と同様に、ワンウェイクラッチ４４ａ及びサポートベアリング４４ｂからなっている。該ワンウェイクラッチ４４ａが、「特許請求の範囲」で言うとことの「ワンウェイクラッチ」であって、サポートベアリング４４ｂが、「特許請求の範囲」で言うとことの「サポートベアリング」である。
【００３２】
前記ワンウェイクラッチ４４ａは、プーリ用クラッチ機構３１におけるワンウェイクラッチ３１ａの説明で述べた「一方向の回転」に関し、ロータ４５から回転軸１３への動力伝達は許容するが、回転軸１３からロータ４５への動力伝達は許容しない。従って、エンジンＥの停止時において、外部からコイル５０への給電によって電動モータ３８が起動されると、該電動モータ３８の回転力は、モータ用クラッチ機構４４のワンウェイクラッチ４４ａを介して回転軸１３に伝達される。逆に、エンジンＥの稼働時においてこのエンジンＥの駆動によって回転軸１３が回転されても、この回転力がロータ４５に入力されることはなく、エンジンＥにロータ４５の駆動負荷がかかることはない。
【００３３】
次に、モータ用クラッチ機構及び電動モータについて詳述する。
図２に示すように、前記モータ用クラッチ機構４４のサポートベアリング４４ｂは、ロータ４５のブラケット４８に圧入固定された外側レース５８と、回転軸１３に圧入固定された内側レース５９と、両レース５８，５９間に介在された転動素子としての複数のボール６０とを備えている。外側レース５８及び内側レース５９には、ボール６０の転動を案内するための転動溝５８ａ，５９ａがそれぞれ形成されている。
【００３４】
そして、本実施形態において前記電動モータ３８は、ロータ４５のマグネット４６が発生する磁力を利用して、該ロータ４５を回転軸１３の軸線Ｌ方向に付勢することで、モータ用クラッチ機構４４のサポートベアリング４４ｂに対して、前記軸線Ｌ方向の荷重（アキシアル荷重）を付与するように構成されている。
【００３５】
すなわち、前記ロータ４５のマグネット４６は、回転軸１３の軸線Ｌ方向に対する中心位置ＣＭが、ステータ５１のコア４９の軸線Ｌ方向に対する中心位置ＣＣより後方側にずれて配置されている。従って、ロータ４５には、マグネット４６の磁力によって、該マグネット４６の中心位置ＣＭとステータ５１のコア４９の中心位置ＣＣとのずれを解消する方向、つまり軸線Ｌ方向の前方側に向かって付勢力Ｆが作用される。
【００３６】
このため、前記モータ用クラッチ機構４４のサポートベアリング４４ｂは、ロータ４５側たる外側レース５８（転動溝５８ａ）が、回転軸１３側たる内側レース５９（転動溝５９ａ）に対して前記軸線Ｌ方向の前方側にずれようとする。その結果、両レース５８，５９の転動溝５８ａ，５９ａ間で、ボール６０が適度に拘束されることとなる。従って、例えば、車両の振動や圧縮機構１２のトルク変動等によっても、サポートベアリング４４ｂのガタツキの発生や、外側レース５８の軸線Ｌに対する傾きつまりロータ４５の軸線Ｌに対する傾きを抑制することができる。
【００３７】
上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）電動モータ３８は、ロータ４５のマグネット４６が発生する磁力を利用して該ロータ４５を回転軸１３の軸線Ｌ方向に付勢することで、モータ用クラッチ機構４４のサポートベアリング４４ｂにガタツキが発生することを抑制する構成を有している。従って、例えば予荷重付与バネ等の部品点数増なしに、サポートベアリング４４ｂの耐久性を向上させることができる。また、外側レース５８の軸線Ｌに対する傾きつまりロータ４５の軸線Ｌに対する傾きも抑制することができる。従って、ロータ４５のステータ５１に対する傾きを抑制することができ、例えば、電動モータ３８を安定して稼働させることができる。
【００３８】
（２）電動モータ３８は、マグネット４６の中心位置ＣＭとコア４９の中心位置ＣＣとを前記軸線Ｌ方向にずらして配置する簡単な構成によって、サポートベアリング４４ｂのガタツキの発生を抑制している。
【００３９】
（３）電動モータ３８はアウタロータタイプである。アウタロータタイプの電動モータ３８は、インナロータタイプと比較してロータ４５が大径となり、該ロータ４５に振動が発生し易い。つまり、アウタロータタイプの電動モータ３８を備えたコンプレッサＣにおいて本発明を具体化して、サポートベアリング４４ｂのガタツキの発生を抑制できることは、該サポートベアリング４４ｂの耐久性を向上させる上で特に有効となる。
【００４０】
（４）回転軸１３は、付勢バネ２３の付勢力によってスラストベアリング２５に向けて付勢されることにより、回転軸１３の軸線Ｌ方向の前方側に付勢され、軸線Ｌ方向への移動がラグプレート２４を介してスラストベアリング２５により当接規制されている。そして、電動モータ３８のロータ４５がマグネット４６の磁力によって付勢される向きと、回転軸１３が付勢バネ２３によって付勢される向きとが、回転軸１３の軸線Ｌ方向の前方側で同じとされている。従って、マグネット４６の磁力に基づく付勢力Ｆが、外側レース５８、ボール６０、内側レース５９を介して回転軸１３を軸線Ｌ方向の前方側に付勢することにより、付勢バネ２３の付勢力がマグネット４６の磁力に基づく付勢力Ｆによって加勢されることとなる。よって、付勢バネ２３としてはバネ力の小さな、小型化でかつ安価なものを用いればよくなる。
【００４１】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下の態様でも実施できる。
○上記実施形態の電動モータ３８は、マグネット４６の中心位置ＣＭとコア４９の中心位置ＣＣとを前記軸線Ｌ方向にずらして配置することで、モータ用クラッチ機構４４のサポートベアリング４４ｂにアキシアル荷重を付与する構成であった。これを変更し、例えば、図３に誇張して示すように、コア４９及びマグネット４６を、回転軸１３の軸線Ｌ方向前後に傾斜して配置することで、マグネット４６の磁力に基づくアキシアル荷重が、サポートベアリング４４ｂに対して付与されるように構成すること。
【００４２】
○上記実施形態において、モータ用クラッチ機構４４のサポートベアリング４４ｂは、転動素子としてのボール６０を備える所謂ボールベアリングであった。これを変更し、モータ用クラッチ機構のサポートベアリングとして、例えば、転動素子としてのロータを備えるローラベアリングを用いること。或いは、モータ用クラッチ機構のサポートベアリングとして、プレーンベアリングを用いること。本発明は、サポートベアリングが、ボールベアリングやローラベアリング等の転がり軸受けよりなる場合に特に有効となるが、プレーンベアリングであっても有効である。
【００４３】
○上記実施形態において電動モータ３８は、ロータ４５がステータ５１の外周側に配置されたアウタロータタイプであった。これを変更し、電動モータとして、ロータがステータの内周側に配置されたインナロータタイプを用いること。
【００４４】
○上記実施形態において、モータ用クラッチ機構４４のワンウェイクラッチ４４ａはローラ型であった。これを変更し、モータ用クラッチ機構のワンウェイクラッチとして、スプラグ型等の他の形式のものを用いること。
【００４５】
○上記実施形態において電動モータ３８は、ハウジング１１の外側に配設されていた。これを変更し、電動モータを、圧縮機構とともにコンプレッサのハウジング内に収容すること。
【００４６】
○圧縮機構１２はピストンタイプに限定されるものではなく、例えばスクロールタイプやベーンタイプやヘリカルタイプ等、ガス圧縮が可能であるなら何でももよい。
【００４７】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、部品点数増なしにサポートベアリングの耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッドコンプレッサの縦断面図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】別例のハイブリッドコンプレッサの要部拡大断面図。
【符号の説明】
１２…圧縮機構、１３…回転軸、２３…付勢手段としての付勢バネ、２５…規制手段としてのスラストベアリング、３８…電動モータ、４４ａ…ワンウェイクラッチ、４４ｂ…サポートベアリング、４５…ロータ、４６…マグネット、４９…コア、５０…コイル、５１…ステータ、５８…外側レース、５８ａ…転動溝、５９…内側レース、５９ａ…転動溝、６０…転動素子としてのボール、Ｃ…ハイブリッドコンプレッサ、ＣＣ…コアの中心位置、ＣＭ…マグネットの中心位置、Ｅ…外部駆動源としてのエンジン、Ｌ…軸線。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid compressor in which a compression mechanism is operated by rotation driving of a rotating shaft to perform gas compression, and power from an external drive source and power from an electric motor are used for rotation driving of the rotating shaft. About.
[0002]
[Prior art]
For example, as a hybrid (combined drive type) compressor used for a vehicle air conditioner, a one-way clutch and a rotor are supported between a rotating shaft of a compression mechanism and a rotor of an electric motor so as to be rotatable relative to the rotating shaft. There is one provided with a support bearing (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
The one-way clutch permits the transmission of power from the rotor to the rotating shaft but does not permit the transmission of power from the rotating shaft to the rotor with respect to rotation in one direction. Therefore, when the electric motor is started when the engine (external drive source) of the vehicle is stopped, the power of the electric motor is transmitted to the rotating shaft via the one-way clutch. Conversely, even when the rotating shaft is driven to rotate by the power of the engine, the rotor does not rotate with the rotation of the rotating shaft, and the driving load of the rotor is not applied to the engine.
[0004]
Now, in the above-mentioned hybrid compressor, for example, the rotating shaft and the rotor vibrate under the influence of vibration of the vehicle, torque fluctuation of the compression mechanism, and the like. In particular, in an outer rotor type electric motor, a rotor has a larger diameter than an inner rotor type electric motor, and the rotor tends to vibrate more vigorously. Accordingly, a large load due to the vibration of the rotating shaft or the rotor acts on the support bearing, causing rattling, and the durability of the support bearing becomes severe. Therefore, it is necessary to use a highly durable (for example, large) bearing as the support bearing, which has been a factor in increasing the cost and increasing the size of the hybrid compressor.
[0005]
In order to solve such a problem, for example, it is conceivable to apply the technique of Patent Document 2 to a support bearing. That is, a preload applying spring is interposed between the housing of the hybrid compressor and the support bearing, and an axial load is applied to the support bearing by the preload applying spring. In this way, the rolling element (for example, in the case of a rolling bearing) is appropriately restrained in the support bearing, and the occurrence of rattling in the support bearing can be suppressed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-93876 (pages 3, 4; FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-8-121336 (pages 3-5, FIGS. 1, 3)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the technique of Patent Document 2 is applied to the support bearing, the number of components is increased due to the necessity of a preload spring, and the preload is applied to a space-strict area by disposing the one-way clutch and the support bearing. It is difficult as a practical matter to appropriately arrange the spring.
[0008]
An object of the present invention is to provide a hybrid compressor capable of improving the durability of a support bearing without increasing the number of parts.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the hybrid compressor according to the first aspect of the present invention employs an electric motor having the following characteristic configuration. That is, the electric motor uses the magnetic force generated by the rotor or the stator to bias the rotor in the axial direction of the rotating shaft, thereby applying the axial load (axial load) to the support bearing. It is configured as follows. As described above, according to the present invention, rattling of the support bearing can be suppressed without increasing the number of components such as preload applying springs, and the durability of the support bearing can be improved.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the rotor of the electric motor includes one of a core around which a coil is wound and a magnet. Further, the stator of the electric motor includes the other of the core and the magnet around which the coil is wound. The electric motor is arranged such that the center position of the magnet and the center position of the core in the axial direction of the rotating shaft are shifted from each other in the axial direction. Therefore, the magnetic force of the magnet is applied to the rotor so as to eliminate the deviation between the center position of the magnet and the center position of the core in the axial direction. As a result, an axial load is applied to the support bearing. Become.
[0011]
As described above, according to the present invention, rattling of the support bearing can be suppressed by a simple configuration in which the center position of the magnet and the center position of the core are merely shifted in the axial direction.
[0012]
The invention of claim 3 refers to a configuration of a support bearing which is particularly suitable for applying the invention of claim 1 or 2. That is, the support bearing includes an outer race fixed to the rotor, an inner race fixed to the rotating shaft, and a plurality of rolling elements interposed between the outer race and the inner race. Rolling grooves for guiding the rolling of the rolling elements are formed in the outer race and the inner race, respectively.
[0013]
Therefore, the rotor is urged in the axial direction of the rotating shaft by the magnetic force generated by the rotor or the stator, and the outer race (rolling groove) on the rotor side with respect to the inner race (rolling groove) on the rotating shaft side. Attempts to shift in the axial direction. Therefore, the rolling elements are appropriately restrained between the rolling grooves of both races, and it is possible to suppress the occurrence of rattling in the support bearing.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a regulating means for regulating the axial movement of the rotating shaft in contact with the urging means, and a biasing means for biasing the rotating shaft toward the regulating means. And Therefore, since the rotating shaft is restrained from moving in the axial direction, it is possible to prevent the rotating portion of the compression mechanism from rattling in the axial direction.
[0015]
In the present invention, the biasing direction of the rotating shaft by the biasing means and the biasing direction of the rotating shaft based on the magnetic force generated by the rotor or the stator are set to be the same. Therefore, the urging force based on the magnetic force is transmitted to the rotating shaft via the support bearing, so that the urging force of the urging means is urged by the urging force based on the magnetic force, and the urging means has a small urging force. It is sufficient to use a small-sized and inexpensive one.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the electric motor includes a rotor arranged outside a stator. That is, the electric motor is an outer rotor type. The outer rotor type electric motor, for example, has a larger diameter rotor than the inner rotor type electric motor, and the vibration of the rotor tends to be severe due to the vibration of the vehicle or the torque fluctuation of the compression mechanism. That is, in the hybrid compressor having the outer rotor type electric motor, the occurrence of rattling of the support bearing by applying any one of the first to fourth aspects of the present invention is important in improving the durability of the support bearing. Especially effective.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a hybrid compressor used in a vehicle air conditioner will be described.
[0018]
First, an outline of the hybrid compressor will be described.
As shown in FIG. 1, a refrigerant compressor hybrid compressor (hereinafter simply referred to as a compressor) C that forms a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner includes a housing 11 in which a piston type variable displacement compression mechanism 12 is housed. . The compression mechanism 12 has a well-known configuration in which the rotational motion of the lug plate 24 accompanying the rotation of the rotary shaft 13 is converted into the reciprocating motion of the piston 16 via the swash plate 14 and the shoe 15 to compress the refrigerant gas. Have. In the drawings, the left side is the front of the compressor C and the right side is the rear of the compressor C.
[0019]
A rotation shaft 13 of the compression mechanism 12 is rotatably supported by the housing 11, and a front end of the rotation shaft 13 protrudes to the outside through a front wall of the housing 11. On the front wall of the housing 11, a boss 20 for the rotary shaft 13 is integrally provided.
[0020]
A radial bearing 21 that rotatably supports the front end side of the rotating shaft 13 with respect to the housing 11 is disposed in the housing space 20 a in the boss portion 20. A sealing mechanism 22 that seals the space between the housing 11 and the rotating shaft 13 is disposed in the housing space 20a on the front side of the radial bearing 21.
[0021]
During the operation of the compression mechanism 12, a biasing force is applied to the rotating shaft 13 in the axial direction L due to a compression reaction force. The compression reaction force is received by a thrust bearing 25 interposed between the lug plate 24 and the housing 11. The thrust bearing 25 functions as a restricting means for restricting the movement of the rotating shaft 13 in the direction of the axis L through the lug plate 24. Therefore, during the operation of the compression mechanism 12, it can be said that the rotating shaft 13 is immovably restrained back and forth in the direction of the axis L by the action of the compression reaction force.
[0022]
Further, an urging spring 23 composed of a coil spring as urging means is disposed behind the rotary shaft 13 in the housing 11. The rotating shaft 13 is urged forward in the direction of the axis L by the urging force of the urging spring 23 applied via the thrust bearing 33. Therefore, even while the compression mechanism 12 is stopped, the rotating shaft 13 is urged toward the thrust bearing 25 by the urging force of the urging spring 23, thereby being restrained from moving back and forth in the direction of the axis L. It can be said that.
[0023]
Therefore, the rotating part (the rotating shaft 13, the swash plate 14, the lug plate 24, etc.) of the compression mechanism 12 does not rattle back and forth in the direction of the axis L both during operation and during stoppage of the compression mechanism 12. In addition, it is possible to prevent generation of abnormal noise and vibration caused by the backlash.
[0024]
Next, the power transmission mechanism will be described in detail.
In the compressor C, a power transmission mechanism PT for inputting power to the rotary shaft 13 is mounted on a front outer wall surface of the housing 11 at a position coaxial with the rotary shaft 13. The power transmission mechanism PT includes a pulley 17 and an electric motor 38. The pulley 17 is rotatably supported by the housing 11, and transmits power from an engine E, which is a vehicle drive source as an external drive source, to the rotary shaft 13. The electric motor 38 is used, for example, when the rotary shaft 13 is driven to rotate when the engine E is stopped. Since the compressor C includes the electric motor 38, air conditioning (cooling) can be performed even when the engine E is stopped.
[0025]
The pulley 17 includes an upstream pulley member 18 and a downstream pulley member 19 arranged at the same position. The upstream pulley member 18 has a groove 18a on the outer peripheral surface on which the belt 26 from the engine E is hung. The upstream pulley member 18 is rotatably supported by the boss 20 of the housing 11 via a pulley bearing 27.
[0026]
The downstream pulley member 19 is supported by a hub 30 fixed to the front end of the rotating shaft 13 via a clutch mechanism 31 for a pulley. The upstream pulley member 18 and the downstream pulley member 19 are provided with a power transmission pin 28 also functioning as a break-type torque limiter, and a rubber damper 29 for mitigating fluctuations in transmission torque between the pulley members 18 and 19. Are connected via
[0027]
The pulley clutch mechanism 31 includes a roller type one-way clutch 31a and a pulley support bearing 31b that supports the downstream pulley member 19 so as to be rotatable relative to the hub 30. The one-way clutch 31a allows the transmission of power from the downstream pulley member 19 to the hub 30 but does not allow the transmission of power from the hub 30 to the downstream pulley member 19 in one direction of rotation. Accordingly, when the upstream pulley member 18 is rotated in one direction by the driving of the engine E, the downstream pulley member 19 is also rotated in one direction via the power transmission pin 28 and the rubber damper 29, and this rotational force is applied to the pulley clutch. It is input to the rotating shaft 13 via the one-way clutch 31a of the mechanism 31 and the hub 30.
[0028]
Conversely, when the rotating shaft 13 is driven to rotate in one direction by the electric motor 38 when the engine E is stopped, this rotational force is transmitted to the one-way clutch 31a via the hub 30. However, since the one-way clutch 31a does not allow the transmission of power from the hub 30 to the downstream pulley member 19, the power of the electric motor 38 is transmitted to the engine E, in other words, the power generated by the electric motor 38 is compressed. It is possible to prevent the mechanism 12 from being consumed other than when driven.
[0029]
A sealed space 88 is formed in the pulley 17 by joining the upstream pulley member 18 and the downstream pulley member 19. The electric motor 38 is accommodated and arranged in the closed space 88 at a position coaxial with the pulley 17.
[0030]
That is, the rotor 45 constituting the electric motor 38 is supported on the rotating shaft 13 in the closed space 88 of the pulley 17 via the motor clutch mechanism 44. The rotor 45 includes a magnet 46 and a bracket 48 that supports the magnet 46 in the motor clutch mechanism 44. The stator 51 is arranged on the inner peripheral side of the rotor 45 in the closed space 88. The stator 51 includes a core 49 and a coil 50 wound around the core 49, and the core 49 is supported by the housing 11 via a stator bracket 52.
[0031]
The motor clutch mechanism 44, like the pulley clutch mechanism 31, includes a one-way clutch 44a and a support bearing 44b. The one-way clutch 44a is a "one-way clutch" in "claims", and the support bearing 44b is a "support bearing" in "claims".
[0032]
The one-way clutch 44a allows the transmission of power from the rotor 45 to the rotating shaft 13 with respect to "one-way rotation" described in the description of the one-way clutch 31a in the pulley clutch mechanism 31, but the one-way clutch 44a Power transmission is not allowed. Therefore, when the electric motor 38 is started by supplying power to the coil 50 from the outside when the engine E is stopped, the rotational force of the electric motor 38 is transmitted to the rotating shaft 13 via the one-way clutch 44a of the motor clutch mechanism 44. Is transmitted to. Conversely, even when the rotating shaft 13 is rotated by the driving of the engine E during the operation of the engine E, the rotational force is not input to the rotor 45, and the driving load of the rotor 45 is not applied to the engine E. Absent.
[0033]
Next, the motor clutch mechanism and the electric motor will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the support bearing 44b of the motor clutch mechanism 44 includes an outer race 58 press-fitted and fixed to the bracket 48 of the rotor 45, an inner race 59 press-fitted and fixed to the rotating shaft 13, and both races 58. , 59 and a plurality of balls 60 as rolling elements. Rolling grooves 58a, 59a for guiding the rolling of the ball 60 are formed in the outer race 58 and the inner race 59, respectively.
[0034]
In the present embodiment, the electric motor 38 uses the magnetic force generated by the magnet 46 of the rotor 45 to urge the rotor 45 in the direction of the axis L of the rotating shaft 13, so that the motor clutch mechanism 44 The load (axial load) in the direction of the axis L is applied to the support bearing 44b.
[0035]
That is, the magnet 46 of the rotor 45 is arranged such that the center position CM of the rotating shaft 13 in the direction of the axis L is shifted rearward from the center position CC of the core 49 of the stator 51 in the direction of the axis L. Therefore, the rotor 45 is biased by the magnetic force of the magnet 46 toward the direction in which the center position CM of the magnet 46 and the center position CC of the core 49 of the stator 51 are eliminated, that is, toward the front side in the direction of the axis L. F is acted upon.
[0036]
Therefore, the support bearing 44b of the motor clutch mechanism 44 is configured such that the outer race 58 (the rolling groove 58a) on the rotor 45 side is aligned with the axial line L with respect to the inner race 59 (the rolling groove 59a) on the rotating shaft 13 side. Trying to shift forward in the direction. As a result, the ball 60 is appropriately restrained between the rolling grooves 58a and 59a of both races 58 and 59. Therefore, for example, the occurrence of rattling of the support bearings 44b and the inclination of the outer race 58 with respect to the axis L, that is, the inclination of the rotor 45 with respect to the axis L, can be suppressed even by vibration of the vehicle, torque fluctuation of the compression mechanism 12, and the like.
[0037]
The present embodiment having the above configuration has the following effects.
(1) The electric motor 38 uses the magnetic force generated by the magnet 46 of the rotor 45 to urge the rotor 45 in the direction of the axis L of the rotating shaft 13 so that the support bearing 44b of the motor clutch mechanism 44 is loose. Has a configuration that suppresses the occurrence of. Therefore, the durability of the support bearing 44b can be improved without increasing the number of components such as a preload applying spring. Further, the inclination of the outer race 58 with respect to the axis L, that is, the inclination of the outer race 58 with respect to the axis L of the rotor 45 can be suppressed. Therefore, the inclination of the rotor 45 with respect to the stator 51 can be suppressed, and, for example, the electric motor 38 can be operated stably.
[0038]
(2) The electric motor 38 suppresses rattling of the support bearing 44b by a simple configuration in which the center position CM of the magnet 46 and the center position CC of the core 49 are shifted in the direction of the axis L.
[0039]
(3) The electric motor 38 is an outer rotor type. In the outer rotor type electric motor 38, the rotor 45 has a larger diameter than the inner rotor type, and the rotor 45 tends to generate vibration. That is, the embodiment of the present invention in the compressor C including the outer rotor type electric motor 38 and suppression of rattling of the support bearing 44b is particularly effective in improving the durability of the support bearing 44b.
[0040]
(4) The rotating shaft 13 is biased toward the thrust bearing 25 by the biasing force of the biasing spring 23, and is biased forward in the direction of the axis L of the rotating shaft 13 to move in the direction of the axis L. Are restricted by the thrust bearing 25 via the lug plate 24. The direction in which the rotor 45 of the electric motor 38 is biased by the magnetic force of the magnet 46 is the same as the direction in which the rotating shaft 13 is biased by the biasing spring 23 on the front side in the direction of the axis L of the rotating shaft 13. It has been. Accordingly, the urging force F based on the magnetic force of the magnet 46 urges the rotating shaft 13 forward through the outer race 58, the ball 60, and the inner race 59 in the direction of the axis L, thereby energizing the urging spring 23. Is energized by the urging force F based on the magnetic force of the magnet 46. Therefore, a small, inexpensive spring having a small spring force can be used as the urging spring 23.
[0041]
The present invention can be implemented in the following modes without departing from the spirit of the present invention.
In the electric motor 38 of the above embodiment, the axial load is applied to the support bearing 44b of the motor clutch mechanism 44 by displacing the center position CM of the magnet 46 and the center position CC of the core 49 in the direction of the axis L. It was a configuration to give. By changing this, for example, as shown in an exaggerated manner in FIG. 3, the axial load based on the magnetic force of the magnet 46 is reduced by arranging the core 49 and the magnet 46 in front and rear directions in the direction of the axis L of the rotating shaft 13. , To be provided to the support bearing 44b.
[0042]
In the above embodiment, the support bearing 44b of the motor clutch mechanism 44 is a so-called ball bearing provided with a ball 60 as a rolling element. This is modified to use, for example, a roller bearing having a rotor as a rolling element as a support bearing of a motor clutch mechanism. Alternatively, a plain bearing is used as a support bearing of the clutch mechanism for the motor. The present invention is particularly effective when the support bearing is formed of a rolling bearing such as a ball bearing or a roller bearing, but is also effective when it is a plain bearing.
[0043]
In the above embodiment, the electric motor 38 is an outer rotor type in which the rotor 45 is arranged on the outer peripheral side of the stator 51. This is changed to use an inner rotor type in which a rotor is arranged on the inner peripheral side of a stator as an electric motor.
[0044]
In the above embodiment, the one-way clutch 44a of the motor clutch mechanism 44 is a roller type. Change this to use a sprag type or other type of one-way clutch for the motor clutch mechanism.
[0045]
In the above embodiment, the electric motor 38 is provided outside the housing 11. To change this, house the electric motor together with the compression mechanism in the compressor housing.
[0046]
The compression mechanism 12 is not limited to the piston type, but may be any type such as a scroll type, a vane type, and a helical type as long as gas compression is possible.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention having the above configuration, it is possible to improve the durability of the support bearing without increasing the number of parts.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hybrid compressor.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part of another example of a hybrid compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Compression mechanism, 13 ... Rotating shaft, 23 ... Urging spring as urging means, 25 ... Thrust bearing as regulating means, 38 ... Electric motor, 44a ... One-way clutch, 44b ... Support bearing, 45 ... Rotor, 46 ... magnet, 49 ... core, 50 ... coil, 51 ... stator, 58 ... outer race, 58a ... rolling groove, 59 ... inner race, 59a ... rolling groove, 60 ... ball as rolling element, C ... hybrid compressor , CC: center position of the core, CM: center position of the magnet, E: engine as an external drive source, L: axis.
